有磁介質(zhì)時的磁場課件

磁疇圖象第九章有磁介質(zhì)時的磁場1§9.1磁介質(zhì)對磁場的影響§9.3磁介質(zhì)的磁化

§9.4有磁介質(zhì)時磁場的規(guī)律§9.5鐵磁質(zhì)

§9.6簡單磁路§9.2原子、分子的磁矩

本章目錄2§9.1磁介質(zhì)對磁場的影響磁介質(zhì)（magneticmedium）是能夠影響磁場分布的物質(zhì)。傳導(dǎo)電流，介質(zhì)磁化均勻各向同性介質(zhì)有：μr

─相對磁導(dǎo)率（relativepermeability）I0I0均勻各向同性磁介質(zhì)長直密繞螺線管總磁感強度充滿磁場所在空間時，3§9.2原子、分子的磁矩

一.電子的磁矩ISm電子的軌道運動電流軌道磁矩電子軌道運動的角動量電子軌道磁矩與軌道角動量的關(guān)系：電子自旋磁矩和自旋角動量S的關(guān)系：5質(zhì)子軌道磁矩中子無軌道磁矩。質(zhì)子和中子都有自旋磁矩：g稱為g因子，質(zhì)子g=5.5857，中子g=3.8261。整個原子核的自旋磁矩為核的自旋角動量，因子g由原子核決定。由上可知，核磁矩遠小于電子磁矩。二.質(zhì)子和中子的磁矩三.原子核的磁矩6四.分子磁矩和分子電流電子軌道磁矩電子自旋磁矩原子核的磁矩(molecularmagneticmoment)(molecularcurrent)i分S分m分分子電流i分分子磁矩m分等效7二.抗磁質(zhì)的磁化抗磁質(zhì)的分子固有磁矩為0。不顯磁性

附加磁矩

顯示抗磁性為什么反平行于呢？9以電子的軌道運動為例，第i個電子受的磁力矩電子軌道角動量增量∴電子旋進，它引起的感應(yīng)這種效應(yīng)在順磁質(zhì)中也有，不過與分子固有磁矩的轉(zhuǎn)向效應(yīng)相比弱得多。i-e磁矩反平行于101.磁化強度：對順磁質(zhì)和抗磁質(zhì)，實驗表明：

2.磁化電流：由于介質(zhì)磁化而出現(xiàn)的一些等效三.磁化強度與磁化電流

（magnetizationandmagnetizationcurrent）的附加電流分布。對鐵磁質(zhì)，實驗表明：和呈非線性關(guān)系，而且是非單值對應(yīng)關(guān)系11

介質(zhì)表面：選磁化面電流密度13§9.4有磁介質(zhì)時磁場的規(guī)律

考慮到磁化電流，（1）式則需要修改。設(shè)：I0─傳導(dǎo)電流，I─磁化電流。磁介質(zhì)LI0I一.H的環(huán)路定理真空中的規(guī)律14令——磁場強度（magneticfieldintensity）得：——的環(huán)路定理H▲

H的單位：▲真空：奧斯特Oe（CGSM），（Oersted）A/m

（SI）；15二.環(huán)路定理的應(yīng)用舉例[例1]介質(zhì)中閉合回路L所套聯(lián)的分子電流為：證：L可任取，且可無限縮小，故I0=0處，I=0。L磁介質(zhì)無傳導(dǎo)電流處，也無磁化電流。證明在各向同性均勻磁介質(zhì)內(nèi)，17電流密度為j（沿z），導(dǎo)體相對磁導(dǎo)率為r，求：解：且有分析的對稱性，xjrhhyzxjyzdIdI[例2]如圖示，已知均勻載流無限大厚平板18板外：對圖示矩形回路L，xjryy-yLlh0-hxjryy-yLl0板內(nèi)：有對圖示矩形回路L，有19

三.磁場的界面關(guān)系靜磁屏蔽由可得B1n=B2n(1)設(shè)界面無傳導(dǎo)電流，由可得H1t=H2t(2)即：(2)＇1212121221在1很大的介質(zhì)1中，線幾乎平行界面，這就是鐵磁質(zhì)中線沿鐵芯延續(xù)的情形。若，則，當(dāng)時，12121>>22190°222B內(nèi)R2R1鐵管（板面）▲靜磁屏蔽計算表明：屏蔽系數(shù)精密探頭、顯象管…都需要磁屏蔽。若r=4000R2

=10cm

t=1cm時，k=0.5%

t=0.1cm時，k=5%則23各種材料磁疇線度相差較大：磁疇體積約為10-6(mm)3，一個磁疇中約有1012~1015個原子。易磁化方向由晶體結(jié)構(gòu)決定。磁疇磁矩沿某個易磁化方向(directionofeasy所有的磁疇為什么不形成一個磁化整體呢？NSNS靜磁能高交換能低NSSN靜磁能低交換能高矛盾因素協(xié)調(diào)平衡，才使鐵磁體整體能量最低。magnetization)排列。從10-3m到10-6m，一般為10-4~10-5m，25二.鐵磁質(zhì)的磁化規(guī)律鐵磁質(zhì)關(guān)系非線性，也不單值，形式上表示為也不唯一。1.起始磁化曲線由此可得到B~H曲線：試件磁通計nSI0I026i—起始磁導(dǎo)率m—最大磁導(dǎo)率巴克豪森效應(yīng)（Barkhauseneffect）BN跳躍躍變放大B～HBSB～HH0Scba金相結(jié)構(gòu)分析，測晶粒度、且是無損探測、快捷簡便。雜質(zhì)分布、應(yīng)力分布，，BS—飽和磁感強度（saturationmagneticinduction）可用作27磁滯回線HHc-HcSBSBrB-BS-Br02.磁滯回線（hysteresisloop）B落后于H的變化，稱為磁滯現(xiàn)象。Br—剩余磁感強度

（remanentmagneticinduction）Hc—矯頑力（coerciveforce）磁滯是由于晶體缺陷和內(nèi)應(yīng)力、“磁滯損耗”

（hysteresisloss）

正比于B~H回線所圍的面積。以及磁疇在外磁場減退時，沿易磁化方向排列而造成的。就近29三.硬磁和軟磁材料1.硬磁材料（hardmagneticmaterial）特點：磁滯損耗大，適合制作永久磁鐵、碳鋼、鎢鋼HHcBBBr也大，磁芯（記憶元件）等。Hc大（>102A/m），一般Hc為104-106A/m，一般為103-104G。磁滯回線“胖”，30“矩磁材料”BBrHcH-Hc-BrBr-Br“0”“1”可作記憶元件31

2.軟磁材料（softmagneticmaterial）Hc小（<102A/m），

磁滯回線“瘦”，磁滯損耗小，適于制作交流電磁鐵、變壓器鐵芯等。

演示磁滯回線（KD044）純鐵、硅鋼HBHcBr坡莫合金(Fe78%、Ni22%)用于電子設(shè)備HBBrHc特點：一般約Hc為1A/m。32四.居里點（Curiepoint）（自發(fā)磁化減弱）（磁疇瓦解，表現(xiàn)順磁性）Tc是失去鐵磁性的臨界溫度，稱“居里點”。Fe：Tc=767℃Ni：Tc=357℃Co：Tc=1117℃演示居里點（KD045）33五.磁致伸縮—磁致伸縮。長度相對改變約10-5量級，溫下可達10-1；某些材料在低磁致伸縮有一定固有頻率，化頻率和固有頻率一致時，發(fā)生共振，當(dāng)外磁場變可用于制作激振器、超聲波發(fā)生器等。34磁通勢

(magnetomotive